.828 北京科技大学学报 第29卷 序凝固原则 况，可确定铸件打箱的时间及温度，由图4可见，打 箱时（铸件温度高于350℃）小冒口的根部和颈部、 大冒口的颈部应变较其他部位大：此时铸件的米塞 斯等效应力分布如图5所示，从图中可以看出，大 1528 小冒口颈部是明显的应力集中部位，但如果适当增 加砂型的退让性，设置合理的铸造圆角，并严格控制 321 钢水成分，铸件将不致产生裂纹，内窗口四个内圆 1519 151w s16 弧处必须设置冷铁，提高该部位的冷却速度，防止产 冲w时间200,1。 生裂纹 易变形区 图1浇注结束后钢水温度分布图 Fig.1 Temperature distribution of molten steel after casting end 446 357 易变形区 1092 1001 915 图4铸件的变形分布 Fig.4 Deformation distribution of the casting 时间180.0min 9 图2浇注后3h的凝固状态 应力集中区 Fig-2 Solidification state at 3h after casting 图5铸件米塞斯等效应力分布 Fig-5 Equivalent stress distribution of the casting 优化的铸造工艺如下：造型面砂为铬铁矿砂，背 砂为石英砂，填充砂为水玻璃粘土砂.面砂层厚度 40~60mm,中间砂层厚度150~200mm,型腔底部 及侧面共放置12块挂砂冷铁，总质量56t、挂砂厚 度30~40mm·采用两端、双侧复层阶梯浇注系统 盖箱上放置总质量450t的暗压铁.浇注温度为 1560~1580℃.型腔热风预热24h(~150℃)，采 用三包同时浇注，保证钢包开浇相差时间不超过 图3硫松位置示意图 Fig.3 Looseness position 20s,铸件总充型时间为300s·充型过程中，钢水液 面在铸件本体中的上升速度约为6.6mms1.机架 通过模拟研究冷却过程中的热应力应变情 毛坯铸造工艺流程如图6所示， [铸造模拟铸造工艺编制木模制作☐·造型☐合箱☐浇注+骨口补浇 冶炼工艺编制转炉冶炼SKF、LF精炼 精整、打磨精剂骨口☐一热处理仁打箱落砂☐开箱初制肾口铸件保温 [检验转加工 图6机架毛坯铸造工艺流程 Fig.6 Foundry flow chart of the rough rolling mill stand序凝固原则． 图1 浇注结束后钢水温度分布图 Fig．1 Temperature distribution of molten steel after casting end 图2 浇注后3h 的凝固状态 Fig．2 Solidification state at3h after casting 图3 疏松位置示意图 Fig．3 Looseness position 通过模拟研究冷却过程中的热应力—应变情 况‚可确定铸件打箱的时间及温度．由图4可见‚打 箱时（铸件温度高于350℃）小冒口的根部和颈部、 大冒口的颈部应变较其他部位大；此时铸件的米塞 斯等效应力分布如图5所示．从图中可以看出‚大 小冒口颈部是明显的应力集中部位．但如果适当增 加砂型的退让性‚设置合理的铸造圆角‚并严格控制 钢水成分‚铸件将不致产生裂纹．内窗口四个内圆 弧处必须设置冷铁‚提高该部位的冷却速度‚防止产 生裂纹． 图4 铸件的变形分布 Fig．4 Deformation distribution of the casting 图5 铸件米塞斯等效应力分布 Fig．5 Equivalent stress distribution of the casting 优化的铸造工艺如下：造型面砂为铬铁矿砂‚背 砂为石英砂‚填充砂为水玻璃粘土砂．面砂层厚度 40～60mm‚中间砂层厚度150～200mm．型腔底部 及侧面共放置12块挂砂冷铁‚总质量56t、挂砂厚 度30～40mm．采用两端、双侧复层阶梯浇注系统． 盖箱上放置总质量450t 的暗压铁．浇注温度为 1560～1580℃．型腔热风预热24h（～150℃）．采 用三包同时浇注‚保证钢包开浇相差时间不超过 20s‚铸件总充型时间为300s．充型过程中‚钢水液 面在铸件本体中的上升速度约为6∙6mm·s —1．机架 毛坯铸造工艺流程如图6所示． 图6 机架毛坯铸造工艺流程 Fig．6 Foundry flow chart of the rough rolling mill stand ·828· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷